Zlato ostaje čvrsto čak i kad se premaši granica topljenja – nauka zapanjena
Zlato izaziva zakone fizike
Novo istraživanje pokazuje da zlato može ostati u čvrstom stanju čak i kada se naglo zagreje daleko iznad svoje teorijske granice topljenja – fenomen poznat kao pregrejanje. Otkriće može dovesti do potpunog preispitivanja načina na koji materija reaguje pod ekstremnim uslovima.
Međunarodni tim naučnika koristio je intenzivne, ekstremno kratke laserske impulse kako bi zlatne pločice zagrejao do granice poznate kao entropijska katastrofa – tačka u kojoj se smatra da čvrsto telo više ne može suprotstaviti topljenju.
Pregrejanje iznad svih očekivanja
Obično se smatra da entropijska katastrofa nastupa na temperaturi koja je tri puta viša od standardne tačke topljenja. Međutim, istraživači su otkrili da zlato može da ostane čvrsto čak i kada se zagreje na **14 puta višu temperaturu** od te granice.
Koristeći novu metodu za precizno merenje energije apsorbovane u uzorku putem reflektovanih rendgenskih zraka, tim je uspeo da zlatu održi strukturu duže nego što je ikada zabeleženo.
Čvrsto na 19.000 stepeni
U eksperimentu, zlato je zagrejano na neverovatnih 19.000 Kelvina (oko 18.700 °C), što je više od tri puta više od površine Sunca. I pored toga, njegova kristalna struktura ostala je netaknuta više od **2 pikosekunde** – jedan trilioniti deo sekunde.
To je dovoljno dugo da naučnici preispitaju postojeće modele o ponašanju materije u ekstremnim uslovima.
Nema vremena za topljenje
Ovo ne krši zakone termodinamike – naprotiv, pokazuje da se na ekstremno kratkim vremenskim intervalima ti zakoni ne mogu primeniti na uobičajen način. Atomi u zlatu jednostavno nemaju vremena da promene položaj i pređu u tečno stanje.
„Toplotna energija se može rasipati pre nego što struktura popusti“, objašnjavaju istraživači. „Za trenutak, materija ostaje čvrsta – uprkos svim očekivanjima.“
Moguće nema tačke topljenja
„Naši eksperimenti jasno pokazuju da se prethodno predviđena granica pregrejanosti može daleko premašiti ako se materija dovoljno brzo zagreje“, pišu naučnici u studiji objavljenoj u časopisu Nature.
Postoji mogućnost da neka čvrsta tela uopšte nemaju fiksnu tačku topljenja – barem ne kada su izložena ekstremno kratkim, intenzivnim zagrevanjima.
Implikacije za nauku i tehnologiju
Ovo znanje može imati širok spektar primena – od razumevanja sudara asteroida u dubokom svemiru do boljeg modelovanja procesa u nuklearnim reaktorima i laserima visoke energije.
U budućnosti, istraživači planiraju da provere da li i druga metala pokazuju slično ponašanje, kao i da dalje istraže granice entropijske katastrofe.
„Možda smo mislili da smo to rešili još u 80-im godinama, ali sada je pitanje ponovo otvoreno“, rekao je fizičar Tomas Vajt sa Univerziteta u Nevada. „Koliko vruće možete učiniti nešto pre nego što se stopi?“
